- •Вопрос №1.Скорость и ускорение при криволинейном движении. Кинематика вращательного движения.
- •2. Кинематика вращательного движения.
- •Вопрос №2.Законы Ньютона. Основное уравнение динамики поступательного даижения.Закон сохранения импульса.
- •Вопрос №3. Работа силы. Энергия и мощность.
- •Вопрос № 4. Потенциальная и кинетическая энергия. Потенциальное силовое поле. Закон сохранения импульса.
- •Вопрос №5.Динамика вращательного движения: основные велечины, основное уравнение и закон сохранения момента импульса.
- •Механические волны. Скорость и длина волны, волновой фронт. Функция плоской бегущей гармонической волны.
- •Вопрос №9. Внутренняя энергия и теплота. Распределение энергии по степеням свободы молекул в идеальном газе.
- •Вопрос №10.Теплоёмкость термодинамической системы. 1-ое начало термодинамики.
- •Вопрос №11.Тепловые двигатели. Кпд тепловых двигателей. 2-ое начало термодинамики.
- •Вопрос №13.Потенциал электростатического поля. Связь потенциала с напряжённостью.
- •Вопрос 15. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция.
- •Вопрос №16.Ёмкость. Конденсаторы. Электрическое поле в плоском конденсаторе. Плотность энергии электрического поля.
- •Вопрос №17.Поляризация в диэлектриках. Полярные и неполярные диэлектрики.
- •Вопрос №18.Сила и плотность электрического тока. Условия существования электрического тока. Эдс и напряжение.
- •Вопрос 19. Закон Ома( для участка цепи, цепи с источником эдс, дифференциальная формулировка). Мощность источника эдс.
- •Вопрос 20. Физическая природа сопротивления. Основные представления электронной теории проводимости. Сверхпроводимость.
- •Вопрос 21. Термоэлектронная эмиссия. Вакуумный диод: устройство, назначение и вольт- амперная характеристика.
- •Вопрос 22. Электрический ток в жидкостях. Электролиз.
- •Вопрос 23. Электрический разряд в газах: ионизация, вольт- амперная характеристика, виды газового разряда. Плазма.
- •Вопрос 24. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления Зеебека и Пельтье.
- •Вопрос 25. Магнитное поле: магнитный момент контура с постоянным током, напряженность, закон Био- Свара.
- •Вопрос 26. Закон Ампера. Взаимодействие прямолинейных проводников с постоянным током.
- •Вопрос 27. Векторы намагничения и магнитной индукции. Поток магнитной индукции. Замкнутый хар-тер силовой линии мп.
- •Вопрос 28. Работа при перемещении проводника и контура с постоянным током в мп.
- •Вопрос 29. Закон полного тока. Вихревой характер магнитного поля.
- •Вопрос 31. Электромагнитная индукция. Вихревое электрическое поле.
- •Вопрос 32. Самоиндукция. Эдс самоиндукции. Индуктивность.
- •Вопрос 33. Напряженность и энергия магнитного поля в соленоиде. Плотность энергии магнитного поля.
- •Вопрос 34. Колебательный контур. Электромагнитные колебания.
- •Вопрос 35. Основные законы электродинамики. Электромагнитное поле
- •Вопрос 36. Перенос энергии электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Поток электромагнитного поля вдоль проводника с током
- •Вопрос 37. Свойство электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн. Интенсивность света
- •Вопрос 38. Лучевая оптика. Законы отражения и преломления. Полное внутреннее отражение. Световоды.
- •Вопрос 39. Волновая оптика. Интерференция световых волн.
- •Вопрос 40. Принцип Гюйгенса- Френеля в объяснении дифракции света. Дифракционный спектр.
- •Вопрос 41. Поглощение света. Закон Бугера. Спектры поглощения.
- •Вопрос 42. Нормальная и аномальная дисперсия света. Ход лучей в призме. Дисперсионный спектр.
- •Вопрос 43. Рассеяние света .Закон Рэлея.
- •Вопрос 44. Излучение абсолютно черного тела. Гипотеза и формула Планка.
- •Вопрос 45. Фотоэлектронная эмиссия. Законы внешнего фотоэффекта. Формула Эйнштейна.
- •Вопрос 48. Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца.
- •Вопрос 50. Гипотеза де Бройля. Дифранция электронных пучков в тонких слоях кристаллов.
- •Вопрос 51. Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение неопределённостей. Boлновая функция и ее физический смысл.
- •Вопрос 52. Вероятности квантовых переходов. Молекулярные спектры. Люминесценция.
- •Вопрос 53. Стимулированное излучение. Устройство лазеров. Свойства лазерного излучения.
- •Вопрос54.Энергетические зоны в кристаллах. Проводники, диэлектрики и полупроводники. Энергия активации.
- •Вопрос 55. Собственная проводимость в полупроводниках. Проводимость n-типа и р-типа
- •Вопрос 56. Примесная проводимость в полупроводниках. Электрические свойства контакта полупроводников n-типа и р-типа
Вопрос №9. Внутренняя энергия и теплота. Распределение энергии по степеням свободы молекул в идеальном газе.
Внутренняя энергия и теплота. Любое движущееся тело обладает механической энергией (это его кинетическая и потенциальная энергия). Наряду с механической энергией направленного движения и взаимодействия тело обладает внутренней энергией (энергией хаотического движения и взаимодействия частиц тела). В реальной физической системе их части, составляющие их частицы всегда взаимодействуют, и это взаимодействие происходит не только при их столкновениях, но и осуществляется на расстоянии ¾ при посредстве физических полей.
Величина
внутренней
энергии
тела включает
кинетическую энергию хаотического
движения молекул
и потенциальную
энергию их взаимодействия:
Для одного моля идеального газа
Для газа массой
т.е. внутренняя энергия газа определяется
его природой и температурой.
Числом степеней свободы (СС) механической системы называют число независимых переменных, которыми может быть определено положение материальной системы (материальной точки, их системы, т.е. некоторого физического объекта) в пространстве. Ниже рассматриваются некоторые частные случаи.
Маятник (шарик), подвешенный бифилярно на двух нерастяжимых нитях имеет одну СС. Это ¾ угол отклонения плоскости нитей от их положения равновесия до положения плоскости их в данный момент времени. Значит, в этом случае i =1.
Свободная материальная точка имеет три СС (три координаты в декартовой системе координат), что соответствует молекулам, состоящим из одного атома: i = 3.
Система, состоящая из двух жёстко связанных между собой шариков А и В (двух атомов О2, N2 и т.д.) имеет i = 5 СС.
Это ¾ три координаты поступательного движения (поступательные СС) центра масс системы и две угловые координаты вращения (вращательные СС) вокруг осей ox и oz (вращение системы вокруг собственной оси oy не изменяет её положения в пространстве).
Жёстко связанная система из N частиц (как и твёрдое тело) имеет 6 СС (3 поступательных и 3 вращательных).
В реальных молекулах нет жёсткой связи между атомами в молекуле, поэтому необходимо учитывать также СС колебательного движения атомов внутри молекулы, т.е. полное число СС ¾ i = iп + iвр. + iкол..
Известно, что энергия поступательного движения одноатомной молекулы идеального газа равна
Эта молекула имеет три СС
(iп
=
3); следоват-но, на
одну
СС
приходится энергия
Доказывается, что для сложных молекул
на
одну
СС
поступательного
и вращат. движения приходится столько
же энергии,
т.е.,
на
каждую же колебательную
СС
в
среднем приходится энергия, равная
(в
этом ¾
одно
из основных положений МКТ
¾
положение
о равнораспределённости энергии
движения физич. системы по СС).
Энергия
колебательных СС
вдвое
больше, пос-ку колебательная система
обладает равными по величине средними
значениями как кинетич., так и потенциальной
энергии.
Итак, в нек-ром данном состоянии тело должно обладать вполне определёнными значениями механической E и внутренней U энергий. Если привести в соприкосновение два тела, то в процессе взаимодействия они смогут обмениваться энергиями. Известно, что количество переданной механической энергии определяет совершённую работу А (работa А ¾ это мера переданной механической энергии).
Если привести в соприкосновение два тела с различной температурой, то происходит обмен внутренними энергиями. Величину переданной энергии теплового движения молекул измеряют kоличеством теплоты Q. Значит, количество теплоты Q тоже не является особой формой энергии. Количество теплоты есть мера переданной телу или отданной им внутренней энергии (энергии хаотического движения молекул, образующих физические тела).
